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                学术报道

                生科院潘飞燕-郭志刚课题组再次揭示“组蛋白密码”应对氧化应激的新机制

                2021年1月18日,生科院潘飞燕-郭志刚教授课题组在DNA损伤修复方面的研究成果以“Asymmetrical arginine dimethylation of histone H4 by 8-oxog/OGG1/ PRMT1 is essential for oxidative stress-induced transcription activation”为题在◇线发表在TOP期刊Free Radical Biology and Medicine杂志上,该期刊2019年影响因子为6.17。这是该课题组继2020年在线发表在一区TOP期刊Redox Biology(影响因子9.99)之后在氧化还原领域的又一研究成果。

                在生命活动过程中,细胞会不断遭受内源和外⊙源因素引起的氧化压力,从而产生过多的活性氧分子(reactive oxygen species,ROS),ROS非特异性→地攻击包括DNA和蛋白质在内♀的生物大分子。其中,DNA是最主要的靶标,氧化的DNA如果不被及时修复,会在DNA复制※过程中形成错配,引起基因组的不稳定,最终导致肿瘤及某些退行性疾病的发生。机体发展出多♀条途径对氧化损伤的DNA进行修复,其中碱基切除修复(BER)是细胞内DNA氧化损伤的主要修复途径。研究BER蛋白如何响应氧化应激信号对于临床疾︼病发生的机理具有重要的理论意义和◤临床价值。

                在前期的研究中,该课题组发现,氧化应激下,缠绕在组蛋白上的DNA的鸟嘌呤碱基(G)由于其独特的理化性质,感受到氧化压力№,并被氧化形成8-oxo-dG。8-oxo-dG随后作为氧化压力的信号,招募8-oxo-dG结合蛋白OGG1。在此前的研究中,OGG1一直被认为是执行DNA修复功能。然而,本课题组发现,结合在8-oxo-dG上的OGG1可以将氧化应激信号传递下去,诱导抗氧化的相关基因的表达。经过深入的研究,本课题组揭示OGG1进一步▽招募PRMT5,将组蛋白4上的第三位精氨基酸↘(H4R3)催化形成对称型二甲化(H4R3me2s)。H4R3me2s的产生有利于染色质∑结构的打开,其进一步招募修复关键蛋白FEN1来执行DNA修复功能,对抗氧化损伤,维持基因组的稳定。本研究阐明了组蛋白密码H4R3me2s作为连接DNA氧化损伤与DNA修复的桥梁,同时也揭示了染色体上组蛋白和DNA信号传递的机制。该研究成果发表于Redox Biology 37 (2020) 101653()。

                在上述研究的基础∞上,课题组进一步发现,氧化应激不仅通过8-oxoG/OGG1招募PRMT5形成对称型二甲化(H4R3me2s),同时8-oxoG/OGG1也招募PRMT1形成不对称型精氨酸甲基化修饰H4R3me2a。“组蛋白密码”H4R3me2a是基因转录激活的重要信号,H4R3me2a不仅松散DNA结构,同时招募转※录因子YY1激活转录。该研究在前一个工作基础上,进一步⌒阐述了8-oxoG/OGG1不仅通过“组蛋白密码”H4R3me2s促进DNA损伤修复,同时也通过H4R3me2a增强基因转录。这两个㊣ 延续性的工作详细阐明了细胞应对氧化应激的分子机制。该研究成果发表于Free Radical Biology and Medicine。 硕士生王文涛、马颖为论文的共同第一作者,潘飞燕副教授和郭志刚教ξ授为并列通讯作者。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2020.12.457。

                • 更新时间

                  2021年01月29日 15:01

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                  生科院

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